淺談有限元在巖土工程中的應用

楊春 孫佳佳

（重慶科創職業學院建筑工程學院 重慶永川 402160）

淺談有限元在巖土工程中的應用

楊春 孫佳佳

（重慶科創職業學院建筑工程學院 重慶永川 402160）

巖土材料有著非線性、各向異性等力學性質，因此巖土工程分析和設計通常是非常復雜，數值分析法和極限分析法雖然能夠解一些巖土問題，但因其自身的局限性，應用受到限制。有限元分析法兼顧二者的優勢，在處理巖土工程問題中有著明顯的優勢。

巖土材料；數值分析法；極限分析法；有限元分析法

1 有限元分析法

有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用數學近似的方法對真實載荷工況進行模擬。將物體離散成簡單而又相互作用的單元，用有限數量的未知量去逼近無限未知量的分析法。有限元分析是用較簡單的問題代替復雜問題后再求解。它將求解域看成是相互關聯的無限小的子域組成，對每一單元假定一個合適的近似解，然后推導求解這個域中的滿足條件（如結構的平衡條件），從而得到問題的解。因為實際問題被較簡單的問題所代替，所以得到的結果不是解析解，而是近似解。由于大多數實際問題難以得到解析解，用近似解來代替解析解是行之有效的方法。有限元不僅計算精度高，而且能適應各種復雜形狀，因而成為各行各業來解決實際問題的方法。

近年來，隨著計算機的飛速發展，有限元方法迅速從結構工程強度分析計算擴展到幾乎所有的科學技術領域，如機械、電磁學、熱力學、土木工程等，成為一種豐富多彩、應用廣泛并且實用高效的數值分析方法。……